Note ABES Calcul parallèle et méthodes numériques pour la simulation de plasmas de bords Parallel computing and numerical methods for boundary plasma simulations Fusion nucléaire Simulation numérique Méthodes semi-implicites Discrétisation semi-spectrale Diffusion anisotrope Bande passante mémoire limitée Parallélisation hybride MPI/OpenMP Calcul haute performance Boundary plasma simulations Numerical methods Semi-implicit methods Hybrid MPI OpenMP parallel algorithm 004.6 539.75 518 Fusion nucléaire par confinement magnétique Simulation par ordinateur Dynamique des plasmas Calcul intensif (informatique) Programmation parallèle (informatique) Informatique quantique L'amélioration du code Emedge3D (code de bord électromagnétique) est abordée sous plusieurs axes. Premier axe, des innovations sur les méthodes numériques ont été mises en oeuvre. L'avantage des méthodes de type semi-implicite est décrit, leur stabilité inconditionnelle permet l'augmentation du pas de temps, et donc la diminution du nombre d'itérations temporelles requises pour une simulation. Les avantages de la montée en ordre en espace et en temps sont détaillés. Deuxième axe, des réponses sont proposées pour la parallélisation du code. Le cadre de cette étude est proche du problème général d'advection-diffusion non linéaire. Les parties coûteuses ont tout d'abord été optimisées séquentiellement puis fait l'objet d'une parallélisation OpenMP. Pour la partie du code la plus sensible aux contraintes de bande passante mémoire, une solution parallèle MPI sur machine à mémoire distribuée est décrite et analysée. Une bonne extensibilité est observée jusque 384 cœurs. Cette thèse s'inscrit dans le projet interdisciplinaire ANR E2T2 (CEA/IRFM, Université Aix-Marseille/PIIM, Université Strasbourg/Icube). The main goal of this work is to significantly reduce the computational cost of the scientific application Emedge3D, simulating the edge of tokamaks. Improvements to this code are made on two axes. First, innovations on numerical methods have been implemented. The advantage of semi-implicit time schemes are described. Their inconditional stability allows to consider larger timestep values, and hence to lower the number of temporal iteration required for a simulation. The benefits of a high order (time and space) are also presented. Second, solutions to the parallelization of the code are proposed. This study addresses the more general non linear advection-diffusion problem. The hot spots of the application have been sequentially optimized and parallelized with OpenMP. Then, a hybrid MPI OpenMP parallel algorithm for the memory bound part of the code is described and analyzed. Good scalings are observed up to 384 cores. This Ph. D. thesis is part of the interdisciplinary project ANR E2T2 (CEA/IRFM, University of Aix-Marseille/PIIM, University of Strasbourg/ICube). Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 9459297 Université de Strasbourg Strasbourg 2016-12-31 https://theses.hal.science/tel-01272267 application/pdf 13274068 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2014/Kuhn_Matthieu_2014_ED269.pdf http://www.theses.fr/2014STRAD023/abes https://theses.hal.science/tel-01272267 https://theses.hal.science/tel-01272267 https://theses.hal.science/tel-01272267 https://theses.hal.science/tel-01272267 Kuhn Matthieu 1986-06-17 FR 191225517 40401920 https://theses.fr/2014STRAD023 2014STRAD023 https://doi.org/10.70675/6c3e92c0z20e9z4c3ez88fazf784c0cdc17f 2014-09-29 Informatique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Genaud Stéphane MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 132889560 Crouseilles Nicolas MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 087547015 Clauss Philippe MADS_PRESIDENT_DU_JURY 098478389 Fuhr Guillaume MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 180968378 Méhaut Jean-François MADS_RAPPORTEUR_1 086451227 Sonnendrücker Eric MADS_RAPPORTEUR_2 079445039 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 MA 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 UMR7357 176969721 217648 ddc:004 ddc:530 ddc:510 Genaud Stéphane Crouseilles Nicolas Clauss Philippe Fuhr Guillaume Méhaut Jean-François Sonnendrücker Eric École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 9459297